- 物质性质的研究
- 共799题
(1)锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
①指出锌元素在周期表中的位置: 周期, 族, 区。
②NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为 ,基态氮原子的核外电子排布式是 。
③如图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的化学式为 ;该化合物的晶体熔点比干冰高得多,原因是 。
(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C—C的键长为154.45 pm,C60中C—C键长为140~145 pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确 ,并阐述理由 。
②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如右图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为 。
③继C60后,科学家又合成了Si60、N60。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是 。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为 。
正确答案
(1)①四 ⅡB ds ②sp3杂化 1s22s22p3 ③ZnX 该晶体为原子晶体
(2)①不正确 C60为分子晶体,熔化时不破坏化学键 ②3∶1 ③N>C>Si 30
(1)①从K开始数数到Zn为12,核外电子排布式[Ar]3d104s2;③晶胞中含有X的个数=8×+6×=4,Zn的个数为4;结合Zn和X通过共价键结合可知该晶体属于原子晶体;(2)③Si最外层电子数为4,与3个硅原子形成3个σ键,还余1个电子与3个硅原子其中的一个形成π键,所以一个硅原子形成的π键为个,一个Si60分子中含有60个Si原子形成30个π键
2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。
试回答：
⑴镓的基态原子的电子排布式是 。
⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为 ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。
⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是 。 （用氢化物分子式表示）
⑷砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为 。
⑸比较二者的第一电离能：As______Ga（填“<”、“>”或“=”）。
⑹下列说法正确的是 （填字母）。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As>Ga D．砷化镓晶体中含有配位键
正确答案
⑴l s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1） ⑵4 正四面体 ⑶NH3>AsH3>PH3
⑷sp2 ⑸> ⑹BCD
试题分析：⑴31号元素镓的基态原子的电子排布式是l s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为8×1/8+6×1/2="4;" 与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体型⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物都是分子晶体。结构相似，对于结构相似的物质来说，相对分子质量越大。分子间的作用力就越大，克服分子间作用力使物质融化或汽化需要的能量就越高。即熔沸点越高。但由于氨气的分子之间还存在氢键，增加了分子之间的相互作用，使的它的熔沸点比AsH3还高。因此N、P、As的氢化物沸点由高到低的顺序是NH3>AsH3>PH3。（4）(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为sp2⑸As是33号元素，它的核外电子排布是l s22s22p63s23p63d104s24p3，p轨道处于半充满的稳定状态。所以As 、Ga 第一电离能：As>Ga 。⑹A.砷化镓和NaCl晶体结构不同。错误。B．GaP与GaAs互为等电子体。正确。C．同一周期的元素随着原子序数的增大，元素的非金属性逐渐增强，其电负性也逐渐增大。所以电负性：As>Ga。正确。D.砷是VA族元素，最外层5个电子，镓是IIIA族，最外层有三个电子，砷和镓先形成3个σ键。此时砷有一对孤对电子，镓有一个空轨道，可以形成一个配位键。正确。选项为：BCD。
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
（1）Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti3+的未成对电子数有______个。
②LiBH4由Li+和BH4—构成，BH4—呈正四面体构型。LiBH4中不存在的作用力有______(填标号)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li+______H－（填“>”、“=”或“<”）。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：
M是______（填元素符号）。
（3）某种新型储氢材料的理论结构模型如下图所示，图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种。
（4）分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是______（填标号）。
A．H2O B．CH4 C．HF D．CO(NH2)2
正确答案
（13分）
（1）①1（1分）
②C（2分）
③H>B>Li（2分）
（2）①<（2分）
②Mg（2分）
（3）3（2分）
（4）B、C（2分）
试题分析：（1）、①钛是22号元素，基态钛原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，Ti—3e—=Ti3+，则基态Ti3+的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，未成对电子数为1；②Li+和BH4—之间存在离子键，BH4—之间存在共价键和配位键，则硼氢化锂中不存在金属键；③LiBH4中LiH同主族，LiB同周期，由元素周期律可知，则锂元素的电负性最小，BH4—中硼显+3价，氢显—1价，说明氢的电负性比硼大，则H>B>Li；（2）、①Li+和H—具有K层2电子稳定结构，核电荷数：Li>H，则原子半径：Li+
短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．A和B形成4个原子核的分子，A和C形成3个原子核的分子，且两种分子均含有10个电子．D的阳离子电子层结构与氖相同，且与A同主族．E的常见氧化物有两种，其中一种能使品红溶液褪色．
（1）F在周期表中的位置是第______周期第______族．
（2）①C和D可形成原子个数比为1：1的化合物甲，甲是______（填“离子”或“共价”）化合物，电子式是______．
②D和E能形成离子化合物，用电子式表示该化合物的形成过程______．
（3）M是一种常见的金属单质，与元素F的单质转化关系如下图所示：
P→Q反应的离子方程式是______．
（4）E与F可形成一种相对分子质量是135的共价化合物乙．乙在橡胶硫化时，可以做硫的溶剂，乙遇到水时可以反应生成三种中学常见物质，其中一种是使品红溶液褪色的E的氧化物，一种是黄色固体．
乙和水反应的化学方程式是______．
正确答案
短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．A和B形成4个原子核的分子，A和C形成3个原子核的分子，且两种分子均含有10个电子，则A为H，B为N，C为O；D的阳离子电子层结构与氖相同，且与A同主族，则D为Na，E的常见氧化物有两种，其中一种能使品红溶液褪色，所以E为S，由原子序数的关系可知，F只能为Cl，
（1）F为Cl，位于元素周期表中第三周期第ⅤⅡA，故答案为：三；VIIA；
（2）①C和D可形成原子个数比为1：1的化合物甲为Na2O2，属于离子化合物，其电子式为
故答案为：离子；
②D和E能形成离子化合物为Na2S，其形成过程为
故答案为：
（3）由转化关系可知，M为变价金属Fe，P→Q反应为氯化铁与Fe反应生成氯化亚铁，该离子反应为2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；
（4）使品红溶液褪色的E的氧化物为二氧化硫，黄色固体为S，E与F可形成一种相对分子质量是135的共价化合物乙应为S2Cl2，与水的反应为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl，故答案为：2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl．
已知A、B、C、D、E、F六种短周期元素的性质或结构信息如下表，请根据信息回答下列问题。
（1）A原子的最外层电子排布式 ，D原子共有 种不同运动状态的电子。
（2）F与E元素第一电离能的大小关系： ＞ （填元素符号）。
（3）A，B两元素的氢化物分子中键能较小的是 ；分子较稳定的是 。（填分子式）
（4）C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，则负极的电极反应式为_________________。
（5）F与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是 。已知该化合物晶胞1/8的体积为2.0×10-23cm3，求该离子化合物的密度，请列式并计算（结果保留一位小数）：_______________________。
正确答案
（1）3s23p4（2分），14（1分）。（2）N，F （各1分，共2分）
（3）H2S（2分），HCl（2分） （4）Al-3e-+4OH- ＝AlO2-+2H2O（2分）（5）
试题分析：A、单质常温下为固体，难溶于水易于溶CS2，能形成2种二元含氧酸，因此A是S；B、原子的M层有1个未成对的p电子，核外p电子总数大于7，则B应该是Cl；C、单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，单质能溶强酸和强碱，所以C是Al；D、原子核外电子层上s电子总数比p电子总数少2个，单质和氧化物均为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点，则D是Si；E、其氧化物是汽车尾气的主要有害成分之一，也是空气质量预报的指标之一；该元素在三聚氰胺中含量较高，则E是N；F、周期表中电负性最大的元素是F，即F是氟元素。
（1）S元素位于第三周期第ⅥA族，所以S原子的最外层电子排布式为3s23p4；Si元素的原子序数是14，核外电子数是14个，所以Si原子共有14种不同运动状态的电子。
（2）非金属性越强，第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，其第一电离能大于氟元素的，所以F与E元素第一电离能的大小关系：N＞F。
（3）非金属性是S弱于Cl，所以两种元素的氢化物分子中键能较小的是H2S；非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此分子较稳定的是HCl。
（4）原电池中较活泼的金属做负极，镁的金属性强于Al。但由于铝能和氢氧化钠溶液，二镁不能，所以单质铝、镁、NaOH溶液构成的原电池中铝是负极，镁是正极，因此负极的电极反应式为Al-3e-+4OH- ＝AlO2-+2H2O。
（5）根据晶胞的结构图并依据均摊原理可知，氟原子的个数＝8个，钙原子的个数＝8×
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